อ่านมุมมองที่ลึกที่สุดของฮับเบิลไปทางทิศใต้ ด้วยการเฝ้าสังเกตการณ์เป็นเวลาสิบวันกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้เจาะรูที่ลึกประมาณสิบสองพันล้านปีแสงเข้าไปในสิ่งที่ไม่รู้จักซึ่งเผยกาแลคซีโบราณหลายร้อยแห่ง HDF-S จะกลายเป็นพื้นที่สำรวจท้องฟ้าที่ดีที่สุดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า "โรเบิร์ตวิลเลียมส์ผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ทำนายในบัลติมอร์ ชายคนนั้นรู้ว่าเขากำลังพูดถึงอะไร ก่อนหน้านี้เขาได้ทุ่มงบเวลาส่วนตัวซึ่งเขามีอิสระที่จะใช้ในฐานะผู้อำนวยการสถาบันเพื่อมองลึกลงไปในอวกาศ นั่นคือในเดือนธันวาคม 2538 ในเวลานั้นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ถ่ายภาพบริเวณที่ไม่เป็นตัวอักษรของกลุ่มดาวหมีใหญ่ครั้งแล้วครั้งเล่าเป็นเวลาสิบวัน

ผลลัพธ์ที่เรียกว่าฮับเบิลฟิลด์ลึก (HDF) ให้การส่งเสริมอย่างมากในการสำรวจจักรวาล ไม่เคยมีการสำรวจดินแดนสวรรค์ไกลโพ้น และเมื่อมองออกไปในส่วนลึกของห้องในเวลาเดียวกันก็มองย้อนกลับไปในเวลาเดียวกันนักดาราศาสตร์ก็สามารถวางเส้นทางในช่วงแรกของจักรวาล

ตอนนี้ HDF ได้รับพี่ชายในท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาวทางใต้: Hubble Deep Field-South, HDF-S สั้น ๆ วิลเลียมส์และพนักงาน 50 คนของเขาจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ STScI และนาซ่าในกรีนเบลต์รัฐแมรี่แลนด์ได้เลือกภูมิภาคอึมครึมเล็ก ๆ ในกลุ่มดาวทูกันในบริเวณใกล้เคียงของท้องฟ้าใต้ หลังจากการทดสอบยิงหลายครั้งในเดือนตุลาคม 2540 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลอยู่ในตำแหน่งที่ 28 กันยายน 2541 จนถึงวันที่ 10 ตุลาคมมันดูเกือบจะไม่หยุดยั้งและเข้าชมได้ - มีวงโคจรของโลก 150 ดวงจากใจกลางเมืองและอีก 27 จุดจากสภาพแวดล้อม มีทั้งหมด 995 ภาพรวมของแสงอัลตร้าไวโอเล็ตออปติคัลและการแผ่รังสีอินฟราเรดซึ่งแต่ละภาพใช้เวลาเฉลี่ย 30 ถึง 45 นาที

ในคอมพิวเตอร์ภาพเหล่านี้ทั้งหมดจะถูกรวมเข้าเป็นภาพเดียว ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์เมื่อปลายเดือนพฤศจิกายน 2541 แสดงแกลเลอรี่ประมาณ 2, 500 กาแลคซี ลมที่จางที่สุดนั้นมีความสว่างที่ชัดเจนของขนาด 30 - นั่นคือความสว่างที่หกพันล้านที่เราแทบจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แสงของบุหรี่จะจางหายไปราวกับว่าเราอยู่ในช่วงของดวงจันทร์ แสดงผล

“ ไม่นานหลังจาก HDF ฉันต้องการการยิงในสนามลึกครั้งที่สอง” วิลเลียมส์เล่า "หลังจากหลายเดือนของการตระหนักว่า HDF เก็บข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับยุคของการก่อตัวกาแลคซีฉันรู้ว่าเราจำเป็นต้องตรวจสอบภูมิภาคที่สองในอีกส่วนหนึ่งของท้องฟ้า"

เหตุผลนั้นง่าย: จากตัวอย่างเพียงอย่างเดียวแทบจะไม่สามารถหาข้อสรุปที่กว้างขวางได้ เนื่องจากบังเอิญกล้องโทรทรรศน์อวกาศสามารถจับสายตาที่ผิดปกติซึ่งไม่มีใครสังเกตเห็นเพราะหลุมเจาะนั้นแคบมาก การใช้ตัวอย่างเพียงตัวอย่างเดียวนั้นมีความเสี่ยงเช่นการกำหนดลักษณะของประชากรในยุโรปโดยการซักถามคนกลุ่มเล็ก ๆ ในหมู่บ้านซิซิลี

นับตั้งแต่มีการเปิดตัวข้อมูล HDF ในเดือนมกราคม 2539 กล้องโทรทรรศน์กำลังสูงอื่น ๆ จำนวนมากบนโลกและในอวกาศได้สำรวจพื้นที่ท้องฟ้าเล็ก ๆ ตั้งแต่อินฟราเรดไปจนถึงแสงที่มองเห็นจนถึงรังสีเอกซ์ ด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์ Keck ขนาด 10 เมตรในฮาวายระยะทางจากกาแลคซี HDF-S ประมาณ 2500 แห่งสามารถประมาณ 125 แห่งได้ พวกมันมีปริมาณประมาณสิบสองพันล้านปีแสง แสงของกาแลคซีเหล่านี้มาจากช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุมากที่สุดนับพันล้านหรือสองพันล้านปี หลายคนมีรูปร่างแปลก ๆ ที่แนะนำบิลเลียดบิลเลียดจักรวาล ก่อนหน้านี้เป็นกาแลคซีเหล่านี้ยิ่งใกล้กันมากขึ้นกว่าปกติในทุกวันนี้และเห็นได้ชัดว่ามีอิทธิพลอย่างมากต่อวิวัฒนาการของกาแลคซี

ในขณะเดียวกันนักดาราศาสตร์หลายคนเชื่อว่าในระยะแรกกาแลคซีประกอบด้วยองค์ประกอบขนาดเล็ก - เมฆก๊าซและกระจุกดาว - และเติบโตขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปโดยการรวมกาแลคซีแคระใกล้เคียงเข้ากับสิ่งที่พวกเขาเป็นในปัจจุบัน ความเร็วของการก่อตัวดาวฤกษ์ในเอกภพยุคแรก ๆ นั้นถูกประเมินโดยนักวิทยาศาสตร์ด้วย HDF หนึ่งถึงสามพันล้านปีหลังจากบิ๊กแบงการเกิดของดาวฤกษ์เป็นเรื่องธรรมดามากกว่าสิบเท่าในทุกวันนี้ อย่างไรก็ตามดาวฤกษ์อายุน้อยเหล่านี้ส่วนใหญ่ซ่อนอยู่หลังเมฆฝุ่นในแถบแสงและรังสีอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม มีเพียงรังสีอินฟราเรดเท่านั้นที่แทรกซึมเข้ามาหาเรา

HDF-S ให้ภาพที่คล้ายกันมาก นอกเหนือจากกาแลคซีกังหันที่มีรูปร่างเป็นดิสก์และกาแลคซีทรงกลมสีแดงนอกจากนี้ยังมีวัตถุที่มีรูปร่างแปลก ๆ มากมายให้ดู - การถ่ายภาพการชนกันของกาแลคซี การวิเคราะห์ครั้งแรกของ HDF-S จึงยืนยันภาพที่ได้จาก HDF และทำให้สมมติฐานพื้นฐานของนักดาราศาสตร์ว่าจักรวาลนั้นเหมือนกันในทุกทิศทาง คาดว่าจะมีข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมในอีกไม่กี่เดือนและหลายปีที่ผ่านมาเมื่อกล้องโทรทรรศน์ซีกโลกใต้อันทรงพลังเข้ามาดำเนินการ - ในออสเตรเลียและโดยเฉพาะในชิลีที่ซึ่งหอสังเกตการณ์ทางใต้แห่งยุโรป (ESO) กำลังสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ขึ้นใหม่

HDF-S มีมากกว่าที่จะนำเสนอมากกว่า HDF ดังนั้นใน HDF-S จึงเป็นควาซาร์ ด้วย redshift z = 2.2 ใจกลางกาแลคซีวัยเยาว์นี้ส่องสว่างเป็นพิเศษอยู่ห่างจากโลกประมาณ 9.5 พันล้านปีแสง นักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวแองโกล - ออสเตรเลียใน Siding Spring ออสเตรเลียได้ค้นพบควาซาร์ในปี 1996 นอกจากนี้เขายังเป็นหนึ่งในเหตุผลที่เลือกตัดท้องฟ้าสำหรับ HDF-S แสงได้ผ่านไปประมาณสามในสี่ของเอกภพที่สังเกตได้ในทิศทางนี้

เมฆไฮโดรเจนที่มองไม่เห็นกลืนกินแสงสว่างบางส่วน เส้นดูดซับในสเปกตรัมควาซาร์นั้นเหมือนนักดาราศาสตร์ - คณะกรรมาธิการจักรวาลกำลังมองหาเบาะแสเช่น "ลายนิ้วมือ" คุณสามารถสรุปเกี่ยวกับการกระจายของสสารระหว่างกาลได้

HDF-S มีข้อได้เปรียบที่สองมากกว่า HDF รุ่นเก่า ในเวลานั้นมีเพียงกล้อง Wide Field ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเท่านั้นที่มีอยู่ ในช่วงภารกิจสุดท้ายของนักบินอวกาศกระสวยอวกาศในเดือนกุมภาพันธ์ 1997 อย่างไรก็ตามมีการติดตั้งเครื่องมือเพิ่มอีกสองตัวในกล้องโทรทรรศน์อวกาศซึ่งตอนนี้ก็ใช้เช่นกัน: STIS (กล้องโทรทรรศน์อวกาศการถ่ายภาพ Spectrograph) และ NICMOS (ใกล้กล้องอินฟราเรดและวัตถุหลายชิ้น สเปกโตรมิเตอร์)

STIS ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากภูมิภาค HDF-S มันถูกส่งมาจากดาวดวงที่ร้อนแรงที่สุด นอกจากนี้ STIS ยังรวบรวมข้อมูลสเปกตรัมที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของกาแลคซีไกลโพ้น NICMOS จดทะเบียนรังสีอินฟราเรด ส่วนหนึ่งมาจากวัตถุที่ห่อด้วยฝุ่นและมองไม่เห็นในบริเวณแสง โดยรวมแล้ว HDF-S มีข้อมูลจากช่วงความยาวคลื่นแปดช่วง ความมั่งคั่งของข้อมูลนี้มีการประมาณระยะทางกาแลคซีอุณหภูมิและความเร็วเบื้องต้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ NICMOS ได้บันทึกการตัด HDF ในอินฟราเรดเป็นเวลา 36 ชั่วโมง มันอาจเป็นกาแลคซีโบราณที่เก่าแก่ที่สุดที่มีอยู่ในขณะที่นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาที่ทูซอนประกาศเมื่อเดือนตุลาคมที่ผ่านมา "NICMOS เปิดม่านที่ปิดกั้นมุมมองของเราเกี่ยวกับวัตถุระยะไกลมากที่สุดและเผยให้เห็นนักแสดงใหม่บนเวทีจักรวาล" Rodger I Thompson หัวหน้าทีมดาราศาสตร์ NICMOS กล่าว การบันทึกได้รับการประเมินเป็นเวลาหลายเดือน ตอนนี้เราต้องค้นหาว่าใครเป็นใครและที่ไหน ยังมีข้อ จำกัด ใหม่ "

ธ อมป์สันสามารถเชื่อมโยงกาแลคซีสีแดงจาง ๆ กับรังสีสีฟ้าขนาดกะทัดรัดที่รู้จักจากการถ่ายภาพแบบ HDF "นี่หมายความว่าวัตถุบางอย่างที่ปรากฏเป็นกาแลคซีแยกเป็นพื้นที่ก่อตัวดาวร้อนในกาแลคซีที่เก่ากว่าและใหญ่กว่ามาก" เขาอธิบาย

นอกจากนี้นักดาราศาสตร์ยังพบวัตถุจำนวนมากในภาพ NICMOS ที่ไม่มีเลนส์คู่ใน HDF พวกมันอาจจะไกลกว่ากาแลคซี HDF ดั้งเดิม "สี" อินฟราเรดของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าบางคนอาจอยู่ในหมู่เกาะที่ห่างไกลที่สุดที่เรารู้จัก การแผ่รังสีของพวกมันมาจากช่วงเวลาที่เอกภพมีอายุเพียงไม่กี่ร้อยล้านปีเท่านั้น NICMOS นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการค้นหาวัตถุที่อยู่ห่างไกลเช่นนี้เนื่องจากการขยายตัวของเอกภพได้ดึงแสงของกาแลคซีแห่งแรกออกไปไกลมาก - เคลื่อนไปสู่ช่วงคลื่นสีแดงที่ยาวกว่า - ว่ามาจากโลก ดูได้เฉพาะในแสงอินฟราเรดที่มองไม่เห็น

“ บางทีเรากำลังเห็นการก่อตัวกาแลคซีในระยะแรกที่นี่” อลันเดรสเลอร์แห่ง Carnegie Observatories ในพาซาดีนาแคลิฟอร์เนียกล่าว "แต่วัตถุนั้นสลัวจนธรรมชาติสามารถสำรวจได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังยิ่งกว่าในอนาคต - เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Next Generation ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2550"

=== R diger Vaas

วิทยาศาสตร์

แนะนำ ตัวเลือกของบรรณาธิการ